在 中，上海浦東建筑設(shè)計研究院有限公司公用事業(yè)院副院長堯桂龍介紹了“低耗高效臭氧微氣泡發(fā)生裝置研制及其高品質(zhì)飲用水應用展望”。二次供水作為城市供水系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到人民群眾的飲用水安全與生活質(zhì)量。與食品生產(chǎn)相比，二次供水在工藝流程、風險管控等方面既有相似之處，又具有其獨特性。為確保二次供水系統(tǒng)在全生命周期內(nèi)的安全穩(wěn)定運行，建立科學完善的標準體系和監(jiān)管機制至關(guān)重要。本報告通過系統(tǒng)研究，構(gòu)建了涵蓋新建工程、運行維護、設(shè)施評估及改造升級等環(huán)節(jié)的全生命周期標準體系，同時探索建立集建設(shè)管理、運維監(jiān)控、水質(zhì)監(jiān)管于一體的全過程信息化監(jiān)管標準體系，為全面提升二次供水安全保障能力提供堅實的技術(shù)支撐和制度保障。

堯桂龍

本文根據(jù)嘉賓發(fā)言內(nèi)容整理。已經(jīng)由專家本人審閱。

二次供水全生命周期標準體系組成

自2008年起至2014年第二輪改造期間，上海當時雖然尚未形成高品質(zhì)飲用水的概念，但我們已經(jīng)建立了一套標準體系。這套體系在近兩年的臨港示范區(qū)和黃埔示范區(qū)建設(shè)中得到了持續(xù)的優(yōu)化和完善。

上周，我們前往廣州進行調(diào)研，考察了各地的標準實施情況，并據(jù)此修訂上海的相關(guān)標準。鑒于高品質(zhì)飲用水最終服務(wù)于人民，我們認為終端水龍頭是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。因此，我將從水龍頭的全生命周期角度進行介紹。

實際上，我們都知道在二次供水的生命周期中，從建設(shè)、運維、評估到最終的改造，設(shè)備必然經(jīng)歷一個過程。這個過程中不可或缺的是監(jiān)管，而監(jiān)管必須依托當前的信息化平臺來實現(xiàn)。

建設(shè)過程中，我們要遵循新建的二供建設(shè)標準。特別是在今年兩會結(jié)束后，政府工作報告首次將“好房子”納入其中。那么，何為“好房子”？它涵蓋了健康、舒適、安全、耐久、低碳、綠色、低能耗、分散式、智能化、便捷、和諧以及美好等特質(zhì)。在我們的二供項目中，如何體現(xiàn)這些標準呢？

水質(zhì)安全保障

（1）從水質(zhì)安全著手，關(guān)注供水系統(tǒng)。根據(jù)我們最近的調(diào)研，公眾對供水系統(tǒng)的關(guān)注主要集中在減少開放環(huán)節(jié)上，直接供水無疑是最佳選擇。

次選，我們考慮采用變頻（疊壓）供水技術(shù)，以及水泵和水箱的聯(lián)合使用。在本次會議中，許多地方的代表和領(lǐng)導分享了他們的經(jīng)驗——并非所有地區(qū)和所有高層建筑都必須采用水泵和水箱聯(lián)合供水系統(tǒng)。在這個基礎(chǔ)上，我們需要考慮的還是如何實現(xiàn)綠色低碳。

（2）材質(zhì)的選擇。目前普遍推崇的是不銹鋼材質(zhì)，包括內(nèi)襯不銹鋼復合、PPR覆塑不銹鋼等。這種材質(zhì)的內(nèi)襯主要確保了水質(zhì)的新鮮度，為水質(zhì)提供了品質(zhì)保證，因此它是一種優(yōu)選。

（3）水齡的研究。上海傳統(tǒng)的水箱凈水模式依賴于浮球閥，這種模式會導致水箱長期保持滿水狀態(tài)，從而使得水在水箱中的停留時間過長。因此，在上海臨港后續(xù)的探索中，我們進行了改造，采用了電磁閥控制模式，并與液位計聯(lián)動。通過AI算法（過去稱之為邊緣算法）——我們收集用水端的需求與供水端的數(shù)據(jù)，通過計算，實現(xiàn)了不同季節(jié)和時段的水齡控制。這意味著液位是可調(diào)節(jié)的，這正是我們在AI技術(shù)應用中能夠完全實現(xiàn)的功能。

（4）環(huán)境衛(wèi)生。實際上，我們目前所有的高品質(zhì)泵房都顯著提升了環(huán)境質(zhì)量。為何要提升環(huán)境質(zhì)量呢？過去，我們對泵房的環(huán)境關(guān)注不足，因為泵房內(nèi)的水池和水箱是開放式的。

但與此相對應的，我們之前對老小區(qū)進行了大量調(diào)研，發(fā)現(xiàn)老小區(qū)的泵房通常位于地下室，環(huán)境潮濕。在夏季，這樣的環(huán)境特別容易滋生蚊蟲，尤其是跳蚤。這些害蟲可能會進入我們的水箱，紅蟲等的衛(wèi)生安全事件就都會出現(xiàn)。因此，在我們的標準中，環(huán)境衛(wèi)生必須達到干凈、明亮、無積水、不潮濕的要求。

（5）補充消毒。補充消毒并非意味著持續(xù)使用，實際上，我們此次實施的補充消毒是基于聯(lián)動機制的。只有當余氯指標達到特定值時，紫外線消毒系統(tǒng)才會開啟，這樣可以與能耗緊密關(guān)聯(lián)。

因此，我認為有必要設(shè)置補充消毒，主要是作為應急保障措施。當然，智能補氯系統(tǒng)也是我們可以考慮實施的保障措施之一。

（6）用戶終端水質(zhì)保障。雖然我們常說供水企業(yè)只負責到水龍頭，但實際上，對于用戶而言，水龍頭及其連接的管道和水表至關(guān)重要。目前，我們推廣的末端活水系統(tǒng)，即家庭環(huán)狀供水系統(tǒng)，確保了水的循環(huán)流動。與傳統(tǒng)的自動供水不同，環(huán)狀供水系統(tǒng)使得無論何時使用任何用水設(shè)備，水都能保持循環(huán)。例如，在廚房使用時，衛(wèi)生間的水也不會停滯不動。通過環(huán)狀供水系統(tǒng)，水得以“活化”。此外，該系統(tǒng)可配備電動閥門，用戶在假期離家時，可設(shè)置定時放水功能，確保龍頭流出的水始終新鮮。這正體現(xiàn)了我們所倡導的“好房子”理念——水質(zhì)達標、設(shè)施耐用，確保居住環(huán)境的健康與持久。

用水舒適

談及用水舒適度，對居民而言，最直接的感受莫過于用水壓力。根據(jù)上海市地標規(guī)定，我們的用水壓力不得低于0.1MPa，確保了用戶基本用水速度的最低保障。然而，目前變頻供水面臨一個問題：水壓不穩(wěn)定。由于其依賴恒壓出口，因此我們采用了末端恒壓智能加壓系統(tǒng)和高精度恒壓變頻供水設(shè)備，這些技術(shù)能夠有效解決用水壓力的不穩(wěn)定性問題，其精度可控制在0.5米以內(nèi)。

除了用水壓力，減震降噪也是提升用水舒適度的關(guān)鍵因素。在老舊小區(qū)中，噪聲問題尤為突出。因此，我們對新建居住用房的泵房有嚴格要求，必須遠離居住區(qū)域。此外，設(shè)備采用低噪音設(shè)計，管道也進行了降音處理，這些都是為了提升居民用水的舒適體驗。

綠色低碳

綠色低碳的評價標準之一，目前主要依據(jù)用水量指標。鑒于現(xiàn)行標準中多設(shè)定用水量指標，例如上海定為230L/d，但實際上這一指標偏高。根據(jù)我們目前的運營數(shù)據(jù)和長期的水資源統(tǒng)計，上海的平均用水量約為145L/d，即便在用水高峰日，實際用水量也僅約180L/d。因此，我們計劃在新的標準中降低用水量指標。

其次，合理分區(qū)和控制壓力至關(guān)重要。供水區(qū)域的劃分必須科學合理，同時，國家強制性標準規(guī)定，供水壓力不得超過0.2兆帕。

最后，采用永磁電機數(shù)字全變頻和高精度變頻變壓系統(tǒng)，可以有效實現(xiàn)節(jié)能，這正是我們追求綠色低碳的具體體現(xiàn)。

為智能運維賦能

首先明確一點，我們這里所指的智能運維，是指在建設(shè)標準中的智能運維。未來，我們將制定一個明確的運維標準，明確指出在建設(shè)過程中需要實施的措施，例如以下幾點：

（1）DMA分區(qū)計量，建設(shè)過程中必須確保DMA分區(qū)的正確設(shè)置和建造。

（2）預留室內(nèi)外管道沖洗接口，鑒于無論是不銹鋼管還是其他材質(zhì)的管道，長期使用后都會形成生物膜。因此，我們建議在設(shè)計階段就應預留出用于定期清洗的管道接口。

（3）在末端設(shè)置水質(zhì)取樣口，這同樣是為了后期監(jiān)管和設(shè)施預留的需要。

（4）智能水箱，正如我們之前介紹的，智能水箱不僅監(jiān)控水位，還需要包括實現(xiàn)智能水箱的自動沖洗功能。

（5）智能巡檢的內(nèi)容較為繁雜，也會有相應的內(nèi)容去做一個規(guī)定，這里暫時不過多贅述。

與信息化監(jiān)管結(jié)合

最后一部分是信息化的融合，我們需要將信息化與建設(shè)緊密結(jié)合。例如，末端智能壓力采集器的數(shù)據(jù)將來需要接入平臺。

其次是減壓閥監(jiān)控。目前，許多地方并未對減壓閥進行有效監(jiān)控。我們計劃將減壓閥前后壓力表的數(shù)據(jù)進行傳輸，以便了解減壓閥的運行狀態(tài)。由于老小區(qū)的減壓閥經(jīng)常失效，可能會導致超壓問題，從而引發(fā)噪音和具有居民用水器爆管的風險。因此，減壓閥監(jiān)控是必要的。

安防門禁和火災智能巡檢裝置的部署，這通常是大家能夠?qū)崿F(xiàn)的。

此外，我們還需要監(jiān)控水泵消毒設(shè)備和排澇設(shè)備。目前，水泵監(jiān)控尚未實現(xiàn)對水泵本體的監(jiān)控。未來，我們需要能夠及時了解水泵何時需要更換軸承或機封，并采集其溫度、震動和其他參數(shù)，以便為智能化運維提供支持。

最后，環(huán)境監(jiān)測也是關(guān)鍵，包括溫度、濕度、水浸、水量、液位、水質(zhì)的監(jiān)測，以及能耗監(jiān)測也同樣是不可或缺的一環(huán)。同時，我們還需實現(xiàn)竣工資料的電子化，以滿足智能便捷居住環(huán)境的需求。

二次供水運維標準構(gòu)建

二次供水運維工作涵蓋巡檢、維修搶修、保養(yǎng)、運行管理、應急處置以及檔案管理等多個方面。今天重點討論前四個環(huán)節(jié)。

（1）巡檢環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的人工巡檢依賴于定時檢查，這一點在包括廣州在內(nèi)的多個城市已有詳細介紹。然而，智能巡檢技術(shù)的應用尤為關(guān)鍵，它包括利用AI攝像頭進行監(jiān)控、水泵設(shè)施狀態(tài)的實時監(jiān)測，以及機器人對儀表的自動化巡檢。這些技術(shù)的應用旨在盡可能減少人工巡檢的工作量，推動巡檢工作的智能化。

（2）維修搶修。在運維標準中，我們需要明確計劃性維修的時間節(jié)點，并對突發(fā)性的搶修工作制定相應的應對措施。

（3）保養(yǎng)工作。保養(yǎng)內(nèi)容和頻次的確定至關(guān)重要。以上海為例，自2016年經(jīng)歷寒潮后，我們每年都會有防凍措施，對相應設(shè)備進行定期保養(yǎng)。此外，水泵房和水箱間的環(huán)境保養(yǎng)也是必不可少的，以確保其干凈整潔。水泵、水池和管道的定期清洗，以及電控設(shè)備的定期保養(yǎng)，都是保養(yǎng)工作的重要組成部分。

（4）運行管理。在運行管理方面，我們的目標是確保水壓和水質(zhì)的安全，無任何安全風險。

二次供水評估標準構(gòu)建

在運維工作完成后，我們將定期進行評估。為此，我們構(gòu)建了一個包含31個評估指標的體系，并對二次供水系統(tǒng)進行了分類評估。我們還對這些評估指標進行了賦分，以最終確定我們小區(qū)設(shè)施的狀況，并將其分為5個類別。

評估思路

評估指標確定

賦分路線

評估結(jié)論

首先，第一類設(shè)施狀況良好，基本上無需擔憂。第二類設(shè)施狀況較好，但可能存在一些運維風險。第三類設(shè)施狀況一般，而第四和第五類則較差，可能面臨系統(tǒng)性風險，或是局部風險。接下來，關(guān)于二次供水改造的標準，它與新建標準有相似之處，我將不作贅述。主要的區(qū)別在于改造方面，對于評估中的一二類設(shè)施，通常不需要進行改造。然而，三四五類設(shè)施可能需要局部改造，甚至全面改造。

二次供水改造標準構(gòu)建

實際上，我們面臨的主要問題是對水質(zhì)和水壓的不滿，因此需要進行改造。在改造前，我們必須進行詳盡的調(diào)查，確保每個小區(qū)都經(jīng)過調(diào)查，了解其當前的用水量、用電量以及設(shè)施狀況。在設(shè)計階段，我們將依據(jù)實際調(diào)查的用水量指標、用水人數(shù)進行設(shè)計。同時，確保供水壓力不低于0.1MPa，并將小區(qū)的漏損率控制在5%以內(nèi)。

關(guān)于供水方式，由于上海的供水方式多樣，改造時必須與供水規(guī)劃保持一致。在條件允許的情況下，我們會取消多層和小高層建筑的屋頂水箱，并進行生活用水和消防用水的分離改造。泵房的選擇將基于用水量進行合理規(guī)劃。至于管道材料，我們沒有強制性要求。智能化改造方面，施工過程會有所不同，因為施工是在現(xiàn)有小區(qū)內(nèi)進行，因此必須事先公示，以減少對居民日常生活的影響。

此外，安全措施必須到位，施工方案應結(jié)合實際情況進行分部驗收，特別是對材料的把控。正如前幾天與廣州進行的調(diào)查所示，目前市場上材料種類繁多，若不進行材料過程把控，將無法保證后續(xù)的質(zhì)量。

二次供水全過程信息化監(jiān)管架構(gòu)

最終，我們的信息化監(jiān)管體系涵蓋三個主要部分：

（1）二次供水信息化監(jiān)管平臺，這是政府或行業(yè)主管部門的職責所在。以我們上海為例，水務(wù)局負責執(zhí)行這一監(jiān)管任務(wù)。

（2）城市大腦的政務(wù)平臺，它負責將監(jiān)管信息整合并展示在我們的“一屏一網(wǎng)”。

（3）二次供水信息化管理平臺，這是由供水企業(yè)構(gòu)建和維護的信息化平臺，確保企業(yè)的供水管理得到有效執(zhí)行。

成果與目前存在的問題

在過去兩年中，我們與國家課題以及地方課題合作，完成了10多項研究項目。同時，我們發(fā)布了10余部標準，涵蓋了從建設(shè)到管理的全流程，確保了標準的全面應用。

總體而言，我們的二供系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)從建設(shè)、管理到評估改造的全流程管理。我們對二供系統(tǒng)的水質(zhì)有信心，這為高品質(zhì)飲用水入戶提供了堅實的安全保障。

最后的話還存在的幾個問題，我也想分享一下：

（1）管道運維沖洗周期。我們目前的管道運維沖洗尚未完全實現(xiàn)，對于運維沖洗周期的確定仍需進一步研究。

（2）實現(xiàn)變壓變流量中水泵全流量高效區(qū)運行。目前水泵的配置是基于最不利情況設(shè)計的，但在小流量運行時，水泵可能會進入低效工作區(qū)。

（3）AI技術(shù)在智慧運維中的進一步應用。收集了大量數(shù)據(jù)后，必須加以利用，否則數(shù)據(jù)收集本身將失去其價值。

感謝大家。

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編輯整理：《凈 水技術(shù)》編輯 徐蔚雁

排版：《凈水技術(shù)》編輯 李濱妤

審核：《凈水技術(shù)》社長/執(zhí)行主編 阮辰旼

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